基于金属-有机骨架的静电纺丝纳米纤维应用进展

基于金属-有机骨架(MOFs)的静电纺丝纳米纤维复合材料兼具无机多孔材料和聚合物纳米纤维的优势,具有比表面积大、孔隙率高、分散性好、渗透性好、合成简便、易循环利用、成本低廉等优点,是一类极具应用前景的功能材料。综述了MOFs基纳米纤维复合材料在空气净化、水处理、电化学能量存储和转换、生物医疗、传感器等领域的应用进展。最后,指出了这类复合材料所面临的主要挑战,并对今后的研究方向进行了展望。

明胶基静电纺丝复合纤维材料的研究进展

明胶是一种来源广泛且价格低廉的天然高分子物质,动物皮、骨及筋腱等生物来源和制革过程中产生的废革屑是其重要来源。明胶具有良好的生物相容性和可生物降解性,已被广泛应用于柔性电子、医药等工业领域。静电纺丝法是制备微纳米级纤维的常用方法,因其操作简便、成本低廉、条件温和等优势已成为制备微纳米级纤维材料的主要途径之一。静电纺丝法制备的明胶纤维具有大比表面积和长径比,纤维膜的孔隙率和力学强度可调,与其他物质复合纺丝后可获得传感、抗菌、自修复、过滤等性能,极大地拓宽了其应用前景。该文综述了静电纺丝技术的发展现状、以明胶为原料制备复合纤维材料的工艺参数和复合方法及影响因素,介绍了明胶基静电纺丝材料在众多领域中的应用现状;最后,展望了明胶基静电纺丝材料的发展趋势及应用前景。

蛋白质吸附用静电纺丝纳米纤维材料研究进展

综述了静电纺纳米纤维蛋白质吸附材料的研究进展,简要介绍了蛋白质吸附原理和蛋白质吸附性能的影响因素,具体分析了无机、有机及有机/无机相结合等不同组分静电纺纳米纤维的蛋白质吸附性能。蛋白质吸附的影响因素包括蛋白质的物理化学性质、吸附载体表面性质及环境因素。静电纺无机纳米纤维蛋白质吸附材料具有比表面积大、孔隙率高等特性,在蛋白质吸附应用中发挥着重要作用;静电纺有机纳米纤维蛋白质吸附材料通过疏水基团或疏水改性,表现出优异的吸附性能;静电纺有机/无机复合纳米纤维蛋白质吸附材料结合有机纤维疏水特性与无机纤维高孔隙结构,可显著提高蛋白质吸附效果。建议加强对多组分复合纤维蛋白质吸附材料的开发,进一步提升静电纺纳米纤维蛋白质吸附材料的吸附性能,并拓展静电纺丝纳米纤维在生物领域的应用。

非侵入式纳米纤维基比色传感器的研究进展

比色传感是以颜色变化为基础对目标物实现定量或定性分析的简便方法,纳米纤维因其孔隙率高、柔韧性好和比表面积大等特点,成为设计高灵敏度、快速响应和用户友好的非侵入式比色传感器的理想材料。从传感器的结构入手,介绍了组成纳米纤维基传感器的比色元件、载体元件以及比色量化方法,同时以纳米纤维基比色膜、侧流层析平台及微流控芯片这3类诊断制品为典型,重点介绍了它们在个性化医疗检测方面的应用,并展望了纳米纤维基传感器在健康监测、早期疾病预警以及功能化改进的方向和发展趋势。

纤维增强聚合物基复合材料高速公路护栏的研究进展

高速公路护栏在事故发生时是一种能有效减小伤亡的安全措施。为改善传统木质、钢材以及混凝土材质护栏的性能缺陷,提升高速公路护栏使用安全等级,采取纤维增强聚合物基复合材料制成的高速公路护栏是一种重要的解决途径。从静态力学性能、碰撞稳定性等方面介绍了纤维增强聚合物基复合材料护栏的研究进展,结合相关文献研究成果,论证了复合材料护栏的应用优势及其工程应用。最后,指出了复合材料护栏的未来发展方向。

PMMA透光纳米复合材料的制备

利用同轴共纺技术制备出具有壳-芯结构的复合纳米纤维,再通过热压成型工艺将壳层的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)熔融,留下芯层的尼龙6(PA-6)纳米纤维作为增强材料,由此制备得到纳米纤维增强透光复合材料。实验结果表明,该复合材料较之纯PMMA板在力学性能上有明显改善,透光率则基本不受影响。应用SEM、TEM以及FTIR研究了复合纳米纤维的形貌和结构,并根据复合材料力学试验断口的SEM照片,分析了PA-6纳米纤维含量对复合材料力学性能和透光性能的影响。

树脂基复合材料拉挤成型研究进展

简要综述了用于拉挤成型的热固性和热塑性聚合物种类和成型工艺,详细论述了数值模拟在拉挤成型理论分析建模和工艺参数优化等方面的研究进展。此外,还介绍了几种新型拉挤成型技术,包括编织-缠绕-拉挤成型技术、弯曲拉挤成型技术等。连续纤维增强热塑性复合材料具有可再加工性、环保可回收等特点,在拉挤成型领域有着广阔的发展前景。

连续纤维增强热塑性复合材料3D打印的研究进展

结合连续纤维增强热塑性复合材料(CFRTPCs)熔融沉积成型(FDM)工艺的最新发展情况,将该工艺按照原材料初始状态划分为在线预浸与离线预浸两类,并分别介绍各自使用的材料要求及关键打印设备的运行原理;同时综述了CFRTPCs的FDM工艺改进与应用结构及潜在的应用领域。同时针对CFRTPCs打印产品力学性能低的缺点,对包括工艺固有属性、材料种类等方面的原因进行了分析。最后,提出了目前面临的问题,为CFRTPCs的3D打印技术进一步发展提供新思路。

碳纤维增强复合材料接头研究进展

本文综合叙述了碳纤维增强复合材料接头的设计、成型工艺、强度分析、试验方法及其研究进展,重点介绍了碳纤维增强复合材料耳片接头的尺寸设计、铺层设计和承载设计,以模压法和三维编织法为例介绍了耳片接头的工艺流程,对用于接头强度分析的有限元法、解析法及其相关的强度理论进行了叙述,探讨了复合材料接头拉伸、弯曲和剪切的试验方法,指出了接头设计和试验中存在的问题和今后的研究方向。研究表明,碳纤维增强复合材料接头一般优先选择增强型层压式结构形式,三维编织呈厚度方向增强结构以及关于接头疲劳的研究是今后研究和发展的方向。

电纺纳米纤维增强聚合物复合材料的研究进展

与作为填料的普通纤维相比,通过静电纺丝所得纳米纤维(简称电纺纳米纤维)的长径比及比表面积较大,相对于基体材料具有较大的模量和韧性,对聚合物基体有较好的力学增强效果;电纺纳米纤维在复合材料中应力集中程度低、与聚合物基体间界面结合较好。加入电纺纳米纤维可以提高复合材料的性能,如拉伸及弯曲强度、模量,抗冲击性能等都有较大提高。电纺纳米纤维在聚合物基体中的分散及其与基体间的界面黏结等问题有待进一步研究和改善。

长玻纤增强聚丙烯复合材料的研究进展

综述了近些年国内外对长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的研究进展,介绍了LGFRPP的制备工艺研究,总结出基体材料、玻纤增强材料和界面结合等因素对LGFRPP性能的影响,并对该复合材料今后的研究方向进行了展望。

静电纺制备TiO_2光阳极在染料敏化太阳能电池中的应用

简介了静电纺丝的基本原理和结构,综述了静电纺丝制备的TiO2光阳极在染料敏化太阳能电池方面的研究状况及其今后发展重点。研究进展表明,染料敏化太阳能电池是一种非常具有前景的太阳能转换装置,以其高效率,廉价的制造成本吸引了极大的关注;而静电纺技术具有制造装置简单、工艺可控、廉价、可工业化生产等优点,相较于颗粒状的光阳极,静电纺纤维光阳极电子扩散系数大和表面积大,在光阳极方面具有其独特的优势。

石墨烯增强铜基复合材料研究进展

为充分利用石墨烯的三维结构和优异的力学、导电及导热性能,推动石墨烯增强铜基复合材料的研究,综述了石墨烯增强铜基复合材料的制备方法,即粉末冶金法、电沉积法、化学合成法、化学气相沉积法。分析了石墨烯/铜复合材料性能的影响机理,以期制备出具有优异综合性能的新型复合材料。

铁基自润滑复合材料增强的研究进展与展望

随着应用工况越来越复杂,铁基自润滑复合材料的硬度和耐磨性已达不到工程使用要求。因此,研究人员尝试向复合材料中引入添加剂来提高其性能。目前,用于增强铁基自润滑复合材料的添加剂主要有氧化物、碳化物、纤维和石墨烯等。针对上述内容,综述了不同种类添加剂的研究进展,介绍了不同添加剂的增强机理,归纳了现阶段复合材料力学和摩擦学性能所能达到的范围,指出铁基自润滑复合材料在研究与开发中出现的问题,从而为进一步的应用提供参考。

静电纺丝技术应用研究进展

基于静电纺纳米纤维良好的生物相容性、较大的比表面积和孔隙率及较小的孔隙直径等特点,概述了静电纺丝技术在耐高温纳米纤维材料、医学材料、环保材料及其他材料领域的应用研究,为开发环保、无毒与节能的纳米纤维产品提供参考。

多孔陶瓷支架材料补强增韧方法的研究进展

高空隙率生物陶瓷支架是骨组织工程中的研究热点,但其陶瓷本身的脆性和高空隙率带来的强度差等问题限制了其在临床中的应用。随着陶瓷工艺的进步,一些增强补韧的方法应运而生,主要包括纤维增韧、晶须增韧、颗粒增韧、复合增韧、自增韧等。这些方法使陶瓷材料的强度和韧性有了较大提高。现就各种方法的相关机制进行论述,探讨陶瓷材料增韧补强技术的研究现状,并对其今后的发展前景进行展望。

碳纳米管在合成橡胶中的应用研究进展

碳纳米管独特的结构使其具有超高的强度、极大的韧性、独特的导电和导热等性能,作为增强材料在橡胶工业中具有重要的应用。介绍碳纳米管单独使用增强丁苯橡胶、乙丙橡胶、丁腈橡胶以及聚异戊二烯橡胶等单一胶种以及增强多种橡胶或者与其他补强材料并用的应用研究进展,指出今后应继续探索碳纳米管的改性方法,提高碳纳米管在橡胶基体中的分散性,增强其与橡胶基体之间的相互作用;进一步探讨碳纳米管与其他助剂的协同作用机理,完善碳纳米管/合成橡胶复合材料的制备技术。

石墨烯在合成橡胶中的应用研究进展

石墨烯由于其独特的结构,具有高电导率、高模量、高强度、高热导率以及大比表面积,作为补强材料在合成橡胶工业中应用广泛。介绍石墨烯单独使用或与其他补强材料并用增强丁腈橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶以及氯丁橡胶等的应用研究进展,指出今后应进一步探索石墨烯的改性方法,提高石墨烯在橡胶基体中的分散性,探讨石墨烯与其他助剂的协同作用机理,促进石墨烯在合成橡胶领域的实际应用。

经编多轴向针织物增强复合材料的研究进展

综述经编多轴向针织物增强复合材料的特点与应用、结构与加工以及在力学性能等方面的研究进展。

静电纺纳米纤维对复合材料层间增强增韧的研究进展

综述了当前国内外静电纺纳米纤维对复合材料层间增强增韧的研究现状,总结了静电纺纳米纤维作为层间改性材料的优势,讨论了纳米纤维对复合材料层间韧性、抗冲击性能以及限制裂纹扩展等方面的应用,并提出了下一步的研究工作重点。